中国留学生发现硬盘存储突破性技术

陈子斌在悉尼大学攻读博士学位

【澳洲佳】悉尼大学来自中国的博士研究生陈子斌发现了一种使硬盘容量增加高达100倍的方法。这意味着小硬盘、大容量成为可能。这项发现如果最终能得以应用,全球因丢弃不可降解的废旧硬盘造成的环境影响也将得以减轻。

传统硬盘存储瓶颈

目前全世界使用的硬盘驱动器估计超过25亿个,如果按照每个硬盘3.5英寸大小计算,把世界上所有的硬盘驱动器首尾相连排列起来,可以绕地球赤道5圈。如果这项研究成果最终能得以应用,意味着同等容量的存储只需要1/100之一体积的硬盘,这对于减少非生物降解材料对环境的危害无疑功效卓著。

该项研究的主要研究人员是悉尼大学的一位中国留学生--材料科学与工程专业的博士研究生陈子斌。他告诉澳洲佳,随着计算机应用日益广泛,对于硬盘存储容量的要求也越来越高,这项研究的目的就是要突破传统硬盘的容量局限瓶颈。

“目前市面上常见的硬盘有两种,一种是磁性硬盘,另一种是固态硬盘。目前磁性硬盘的容量已经很难继续扩张了,因为我们要扩大硬盘的容量就必须尽量减小每一个存储单元的体积,但是在磁性硬盘中,当存储单元体积缩小的一定程度时,磁场与磁场之间就会发生相互作用,从而无法继续缩小存储单元。

“固态硬盘也有自己的问题,就是当存储单元越来越小的时候,它的发热会很大,导致固态硬盘很容易被烧坏或被物理损坏。”

陈子斌的研究有望延长仪器材料寿命,减少对地球环境的污染。
传统硬盘在增容方面遇到的瓶颈使陈子斌想到要利用其他材料彻底突破限制。Supplied:The University of Sydney

突破性新技术

这两种传统硬盘在增容方面遇到的瓶颈使陈子斌想到要利用另外一种材料来彻底突破限制。他想到了一种特殊的陶瓷材料--铁电材料,这种铁电材料作为硬盘存储媒介并非新鲜事物,但是此前的研究一直无法解决在铁电材料上进一步把存储单元缩得更小的难题。

陈子斌说,他的研究成果简单地说,就是通过把电子束照射到铁电材料上,从而达到硬盘存储容量大幅增加的目的。

“我们想到用电子束可以解决这个问题。因为电子束射出来的平面是一个圆,这个圆的面积非常非常小,可以达到0.2纳米那么小,把电子束照射到铁电材料上,可以在一个非常小的面积上激发出非常大的磁场,从而就可以使存储单元变得非常非常小。”

重大意义

这项研究成果已经发表在了美国物理学会的《物理评论快报》上,还有数家科研单位对这一研究表示浓厚兴趣。陈子斌说,他们在实验室里已经成功使用这种新技术在单位面积的硬盘上增加存储量20-30倍,理论上增容的幅度可以比普通材料高100倍。

陈子斌的导师、悉尼大学航空航天、机械与机电工程学院廖晓舟教授认为这项研究成果有两项重要意义,“一方面能够让科学家们对铁电材料在外部刺激下的反应有更深刻的认识;另一方面为当代电子储存器的发展提出了一个科学的蓝图。因为相对于传统硬盘存储器,铁电存储器在铁电材料与电子束的相互作用下能提供更大的存储能力以及更小的能耗。”